星載光電跟蹤中圖像采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與ROI跟蹤方法研究.pdf

1、星載光電跟蹤系統(tǒng)是指在空間環(huán)境下，利用裝載在衛(wèi)星上的光電探測與跟蹤設(shè)備完成對空間目標(biāo)的捕獲跟蹤任務(wù)的一種空間目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)。星載光電跟蹤系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)主要為繞地球高速運(yùn)行的人造衛(wèi)星，要求星載光電跟蹤系統(tǒng)中圖像采集處理系統(tǒng)具有高速、高分辨率的圖像采集處理能力。同時(shí)，對衛(wèi)星中振動(dòng)引起的視軸擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊曒S穩(wěn)定技術(shù)，也要求足夠高的圖像采樣頻率，對圖像采集處理系統(tǒng)提出了很苛刻的要求。開展用于星載光電跟蹤系統(tǒng)的圖像采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與跟蹤方法研究，具

2、有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文從圖像采集處理系統(tǒng)的任務(wù)功能和主要設(shè)計(jì)指標(biāo)出發(fā)，展開了圖像采集處理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。總體方案中確定了使用CMOS圖像傳感器、乒乓緩存結(jié)構(gòu)以及DSP+FPGA的系統(tǒng)硬件方案，Ostu圖像分割算法、基于圖像配準(zhǔn)的差分圖像識別算法、質(zhì)心跟蹤算法等的圖像處理方案以及需要完成傳感器時(shí)序控制、FPGA內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸、FPGA與存儲(chǔ)器接口、FPGA與DSP接口等任務(wù)。硬件設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了各分

3、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、器件選型，并在考慮各個(gè)器件具體特性的通信和互聯(lián)控制等工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了原理電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)中進(jìn)行了系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中，著重對圖像采集處理工作流程設(shè)計(jì)、CMOS圖像傳感器控制模塊、圖像處理中的圖像差分與跟蹤進(jìn)行了論述。
　　此外，為解決圖像采集處理系統(tǒng)中成像速度和成像視域不能兼得，小窗口高速成像會(huì)帶來的視域減小的問題，提出了一種結(jié)合CMOS圖像傳感器的變窗成像特性與波門跟蹤算法的變窗跟蹤方法，該跟蹤算法可以實(shí)